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Tutorium Physische Geographie Sitzung 2

Tutorium Physische Geographie Sitzung 2. Mittwoch 15.45- 17.15 Uhr Claudia Weitnauer. Wiederholung Separative Klimatologie. Klimaelemente Horizontale Luftbewegung Vertikale Luftbewegung Niederschlag Wolken. Klimaelemente. Physikalisch messbare Elemente in der Atmosphäre

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Tutorium Physische Geographie Sitzung 2

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Presentation Transcript

  1. Tutorium Physische GeographieSitzung 2 Mittwoch 15.45- 17.15 Uhr Claudia Weitnauer

  2. Wiederholung Separative Klimatologie • Klimaelemente • Horizontale Luftbewegung • Vertikale Luftbewegung • Niederschlag • Wolken

  3. Klimaelemente • Physikalisch messbare Elemente in der Atmosphäre • Lufttemperatur • Luftdruck • Luftfeuchtigkeit • Verdunstung • Wind • Niederschlag

  4. Lufttemperatur • Temperatur der bodennahen Atmosphäre, die nicht Sonnenstrahlung, Bodenwärme, Wärmeleitung (z.B. des Bodens) beeinflusst ist • Messung in 2m Höhe im Schatten • Maßeinheiten Kelvin bzw. Celsius • Bestimmung des Tagesmittel der Lufttemperatur durch Mannheimer Stunden

  5. Luftdruck • Kraft, die die Atmosphäre innerhalb eines bestimmten Niveaus pro Fläche ausübt • Masseinheit: hPa • Durchschnittlicher Bodenluftdruck auf Meereshöhenniveau: 1013 hPa • Luftdichte nimmt mit zunehmender Höhe ab

  6. Luftfeuchtigkeit • Anteil des Wasserdampfs am Luftgemisch • Wichtigste Feuchtemaße: Dampfdruck e, Taupunkttemperatur π, Sättigungsdefizit, relative und absolute Luftfeuchtigkeit, spezifische Feuchte, Feuchttemperatur

  7. Verdunstung Verdunstung ist abhängig von: • Verfügbare Strahlungsenergie • Wassertemperatur • Lufttemperatur • Sättigungsdefizit • Windgeschwindigkeit • Erdoberflächenbeschaffenheit • Vertikaler Temperaturgradient • Vertikaler Dampfdruckgradient

  8. Humidität und Aridität Abgrenzungen: • Zahlreiche empirische Abgrenzungen (siehe Tabelle Vorlesung) • Klimatische Wasserbilanz Wk= N – pV = 0 • Strahlungstrockenheitsindex nach Budyko I< 1  humid I 1-2  arid I > 2  vollarid

  9. Horizontale Luftbewegung • Entstehen durch horizontale Luftdruckunterschiede  lösen einen Wind aus • Windvektor zweidimensional, durch Richtung und Geschwindigkeit gekennzeichnet; wird nach der Richtung bezeichnet aus der er kommt • Luftdrucktypen: Hochdruck: Gebiete relativ hohen Luftdrucks Tiefdruck: Gebiete relativ tiefen Drucks

  10. Kleinräumig: Kein Einfluss der Erdrotation bemerkbar Direkte thermische Ausgleichszirkulation Z.B. Land- See- Windsystem, Berg- Talwind- System, urbane Flurwinde Großräumig Einfluss der Erdrotation muss berücksichtigt werden Geostrophischer Wind (ohne Reibungseinfluss) Geotriptischer Wind (mit Reibungseinfluss) Horizontale Luftbewegung

  11. Horizontale Luftbewegung Großräumige Luftbewegung: Einfluss der Erdrotation: • Winkelgeschwindigkeit: ω= 2π/ 1α • Mitführungsgeschwindigkeit: vφ= ω* R * cos φ R= Erdradius; φ= geograph. Breite φ=0  Maximum am Äquator φ= 90°  Minimum an den Polen

  12. Horizontale Luftbewegung • Rechtsablenkung auf der NHK und Linksablenkung auf der SHK aufgrund verschiedener Mitführungsgeschwindigkeiten • Trägheit: zeitverzögerte Anpassung an die Mitführungsgeschwindigkeit • Coriolisbeschleunigung: C= 2ω* sinφ*v v= Windgeschwindigkeit (velocity)  nimmt mit zunehmender Breite und Windgeschwindigkeit zu, d.h. am Äquator=0

  13. Horizontale Luftbewegung Entstehung des geostrophischen Windes: • am Äquator dominiert Gradientkraft, d.h. auf der NHK Nordwind und auf der SHK Südwind • Zunehmende Breite= größere Corioliskraft  Ablenkung nach Osten • Im Bereich der Frontalzone C=G, Westwind, der isobarenparallel verläuft

  14. Horizontale Luftbewegung Entstehung von geotriptischem Wind: • Einfluss der Reibung • Reibung bremst Luftpakete • Reibung immer entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung; spielt v.a. in der Peplosphäre eine Rolle • Ablenkung in Richtung der Gradientkraft, d.h. zum tiefen Druck hin

  15. Horizontale Luftbewegung • Hochdruckgebiete: Massendivergenz (Ausströmen von Luft) • Tiefdruckgebiete: Massenkonvergenz (Einströmen von Luft) • Hoch: antizyklonale Rotation (auf NHK: im Uhrzeigersinn; auf SHK: im Uhrzeigersinn, divergentes Ausströmen in Bodennähe • Tief: zyklonale Rotation, konvergentes Einströmen in Bodennähe

  16. Adiabatisch: Luftpaket, dass in einer Luftmasse aufsteigt ohne Energie von außen aufzunehmen oder abzugeben; kein Mischungsprozess Trockenadiabatisch: Temperaturgradient: 1°C/100m Feuchtadiabatisch: Temperaturgardient: 0,5-0,7°/100m Vertikale Luftbewegung

  17. Vertikale Luftbewegung Ursachen: • Orographisch erzwungen • Verwirbelung einer Strömung: Konfluenz, Diffluenz, horizontale oder vertikale Scherung • Katabatischer Kaltluftabfluss • Advektion unterschiedlich temperierter Luftmassen • Aufgleitbewegung • Erzwungener Aufstieg • Konvergenzen und Divergenzen • Labile Schichtung

  18. Vertikale Luftbewegung Stabile Schichtung: • Keine vertikale Durchmischung • Luftpaket wird zum Aufstieg bewegt, geht aber in Ausgangsposition zurück • Luftpaket, das kälter ist als seine Umgebungsluft wird zum Aufstieg gezwungen (z.B. mechanische Turbulenz) kühler und dichter als Umgebungsluft hat das Bestreben wieder in Ausgangsposition zurückzukehren

  19. Vertikale Luftbewegung Labile Schichtung: • Luftpaket wird durch Kräte zum Ausstieg bewegt, ist wärmer als Umgebung, geringere Dichte, spezif. Leichter  steigt weiter auf

  20. Vertikale Luftbewegung Konvektion: • vertikalen Aufstieg von Luft Advektion: • horizontalen Aufgleiten von wärmerer Luft auf kältere Luft

  21. Vertikale Luftbewegung Konvektion- Ursachen: • Labile Schichtung (Aufheizen einer Unterlage, Kaltluftadvektion in der Höhe) • Kaltfront- Einbruch • Vergenzen im horizontalen Strömungsfeld • In den Tropen dominiert NS- Bildung durch Konvektion (auch Advektion) • In den Außertropen dominiert frontal- zyklonale NS- Bildung (beinhaltet auch Advektion und Konvektion)

  22. Wolken Wolkenklassifikationen: • Nach Wolkenstockwerken (hohe, mittelhohe, tiefe) • Nach physikal. Zusammensetzung (Wasser-, Eis-, Mischwolken) • Nach der Genese (Konvektionswolken, Aufgleitwolken, Ausstrahlungswolken) Wolkengattungen: unterschiedliche vertikale Erstreckung

  23. Niederschlag Bildung durch Koagulation: • Vorwiegend in den Tropen • Zusammenballung kleiner Wassertropfen beim Tröpfchenwachstum Sublimationswachstum: • Bildung von Schneekristallen durch verzweigtes Ankristallisieren von unterkühlten Wassertröpfchen an Eiskristallen (ab bestimmter Größenordnung Übergang zu Graupel und Schneeflocken) • Sog. Bergeron- Findeisen- Prozess

  24. Niederschlag Haupttypen: • (Land-) Regen • Schauer (niederschlag)

  25. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

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